初学者
10 分钟

使用TLC5925和TM4C129EKCPDT为电子项目添加旋钮和视觉反馈

在各种应用中创建视觉效果和指示器

Rotary W 2 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

Rotary W 2 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129EKCPDT

通过提供一个带有16个白色LED环的精密输入旋钮,并提供视觉反馈,来增强电子设计。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Rotary W 2 Click基于德州仪器的TLC5925,这是一款低功率的16通道恒流LED沉降驱动器,结合了来自ALPS的高品质旋转编码器EC12D1564402,使您能够在设计中添加一个精密的输入旋钮。EC12D1564402增量旋转编码器被16个绿色LED环所包围,其中一个单独的旋转被分成15个离散步骤(与电位器相反,旋转编码器可以连续旋转)。驱动器可以单独控制每个LED,允许编程各种照明效果。编码器在两个mikroBUS™线上输出A和B信号(相位

差),同时旋钮按钮特性通过中断线输出。EC12D1564402是一个带有按钮的15脉冲增量旋转编码器。该编码器具有独特的机械规格(其内部开关的去抖时间为2ms),并且可以承受大量的切换周期,高达30,000次。支持去抖动电路允许接触在输出完全触发之前稳定下来。Rotary W 2 Click使用TLC5925 LED驱动器的标准4线SPI串行接口与主机MCU通信,支持最高30MHz的时钟频率。旋转编码器旋转时,在两个mikroBUS™线,即mikroBUS™

插座的ENA和ENB引脚上输出A和B信号(相位差),同时通过SW引脚(中断线)输出按钮接触。使用两个德州仪器的SN74LVC1T45单位双供电总线收发器进行逻辑电平转换。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压电平。这样,既能使用3.3V又能使用5V的MCU都可以正确使用通信线路。此外,此Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Rotary W 2 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

128

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Encoder Output B
PD0
AN
ID SEL
PK3
RST
SPI Select / ID COMM
PH0
CS
SPI Clock
PQ0
SCK
SPI Data OUT
PQ3
MISO
SPI Data IN
PQ2
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Encoder Output A
PL4
PWM
Switch Output
PQ4
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Rotary W 2 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Rotary W 2 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • rotaryw2_set_led_pos - 设置Rotary W 2 LED位置的函数。

  • rotaryw2_set_led_data - 设置Rotary W 2 LED数据的函数。

  • rotaryw2_get_state_switch - 获取Rotary W 2开关状态的函数。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Rotary W 2 Click example
 *
 * # Description
 * This library contains the API for the Rotary W 2 Click driver 
 * to control LEDs states and a rotary encoder position readings.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization of SPI module and log UART.
 * After the driver init, the app executes a default configuration and turn off all LEDs.
 *
 * ## Application Task
 * This example demonstrates the use of the Rotary W 2 Click board™.
 * The demo example shows the functionality of a rotary encoder used to control LEDs.
 *
 * @author Nenad Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "rotaryw2.h"

#define ROTARYW2_ONE_LED          ROTARYW2_SET_LED_DATA_1
#define ROTARYW2_TWO_LED          ROTARYW2_SET_LED_DATA_1  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_9
#define ROTARYW2_FOUR_LED         ROTARYW2_SET_LED_DATA_1  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_5  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_9  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_13 
#define ROTARYW2_EIGHT_LED        ROTARYW2_SET_LED_DATA_1  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_3  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_5  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_7  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_9  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_11 | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_13 | ROTARYW2_SET_LED_DATA_15
#define ROTARYW2_EIGHT_LED_INV    ROTARYW2_SET_LED_DATA_2  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_4  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_6  | ROTARYW2_SET_LED_DATA_8  | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_10 | ROTARYW2_SET_LED_DATA_12 | \
                                  ROTARYW2_SET_LED_DATA_14 | ROTARYW2_SET_LED_DATA_16

static rotaryw2_t rotaryw2;
static log_t logger;

static uint8_t start_rot_status = 0;
static uint8_t led_demo_state = 0;
static uint8_t old_state = 0;
static uint8_t new_state = 1;
static uint8_t old_rot_state = 0;
static uint8_t new_rot_state = 1;
static uint16_t led_data = 1;

/**
 * @brief Rotary W 2 select LED demo data function.
 * @details This function selects one of the four LED demo data 
 * based on the current state of the LED demo.
 * @return LED demo data:
 *         @li @c 0x0001 (ROTARYW2_ONE_LED)   - Turn ON LED[1],
 *         @li @c 0x0101 (ROTARYW2_TWO_LED)   - Turn ON LED[1,9],
 *         @li @c 0x0101 (ROTARYW2_FOUR_LED)  - Turn ON LED[1,5,9,13],
 *         @li @c 0x5555 (ROTARYW2_EIGHT_LED) - Turn ON LED[1,3,5,7,9,11,13,15].
 */
static uint16_t rotaryw2_sel_led_demo_data ( uint8_t led_demo_state );

/**
 * @brief Rotary W 2 switch detection function.
 * @details This function is used for the switch state detection.
 * @return Nothing.
 */
static void rotaryw2_switch_detection ( void );

/**
 * @brief Rotary W 2 encoder mechanism function.
 * @details This function is used to control the state of the LEDs 
 * by detecting the rotation direction of the rotary encoder.
 * @return Nothing.
 */
static void rotaryw2_encoder_mechanism ( void );

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    rotaryw2_cfg_t rotaryw2_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    rotaryw2_cfg_setup( &rotaryw2_cfg );
    ROTARYW2_MAP_MIKROBUS( rotaryw2_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( SPI_MASTER_ERROR == rotaryw2_init( &rotaryw2, &rotaryw2_cfg ) )
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( ROTARYW2_ERROR == rotaryw2_default_cfg ( &rotaryw2 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void )
{
    if ( ROTARYW2_OK == rotaryw2_set_led_data( &rotaryw2, led_data ) )
    {
        rotaryw2_switch_detection( );
        rotaryw2_encoder_mechanism( );
    }
}

int main ( void ) 
{
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

static uint16_t rotaryw2_sel_led_demo_data ( uint8_t led_demo_state ) 
{
    switch ( led_demo_state ) 
    {
        case 0: 
        {
            return ROTARYW2_ONE_LED;
            break;
        }
        case 1: 
        {
            return ROTARYW2_TWO_LED;
            break;
        }
        case 2: 
        {
            return ROTARYW2_FOUR_LED;
            break;
        }
        case 3: 
        {
            return ROTARYW2_EIGHT_LED;
            break;
        }
        default: 
        {
            return ROTARYW2_ONE_LED;
            break;
        }
    }
}

static void rotaryw2_switch_detection ( void )
{
    if ( rotaryw2_get_state_switch( &rotaryw2 ) ) 
    {
        new_state = 1;
        if ( (  1 == new_state ) && ( 0 == old_state ) ) 
        {
            old_state = 1;
            led_demo_state = ( led_demo_state + 1 ) % 5;
            if ( 4 == led_demo_state ) 
            {
                for ( uint8_t n_cnt = 0; n_cnt < 10; n_cnt++ )
                {
                    rotaryw2_set_led_data( &rotaryw2, ROTARYW2_EIGHT_LED_INV );
                    Delay_ms( 100 );
                    rotaryw2_set_led_data( &rotaryw2, ROTARYW2_EIGHT_LED );
                    Delay_ms( 100 );
                }
                
                for ( uint8_t led_p = ROTARYW2_SET_LED_POS_1; led_p <= ROTARYW2_SET_LED_POS_16; led_p++ ) 
                {
                    rotaryw2_set_led_pos( &rotaryw2, led_p );
                    Delay_ms( 100 );
                }
                
                led_demo_state = 0;
                led_data = rotaryw2_sel_led_demo_data( led_demo_state );
            }
            else 
            {
                led_data = rotaryw2_sel_led_demo_data( led_demo_state );
            }
        }
    }
    else 
    {
        old_state = 0;
    }
}

static void rotaryw2_encoder_mechanism ( void )
{
    if ( rotaryw2_get_state_ena( &rotaryw2 ) == rotaryw2_get_state_enb( &rotaryw2 ) ) 
    {
        old_rot_state = 0;
        start_rot_status = rotaryw2_get_state_ena( &rotaryw2 ) && rotaryw2_get_state_enb( &rotaryw2 );
    }
    else 
    {
        new_rot_state = 1;
        if ( new_rot_state != old_rot_state ) 
        {
            old_rot_state = 1;
            if ( start_rot_status != rotaryw2_get_state_ena( &rotaryw2 ) ) 
            {
                led_data = ( led_data << 1 ) | ( led_data >> 15 );
            }
            else 
            {
                led_data = ( led_data >> 1 ) | ( led_data << 15 );
            }
        }
    }
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

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